基于配電網架空線中無人機巡視應用分析

王衛良

（湖南寶源電力實業有限公司洞口縣分公司，湖南 洞口422300）

近幾年來，我國配電網的距離以及線路數在社會經濟的發展進步下都在不斷增加，配電網的線路大多是位于野外位置，因而現場的環境以及氣候條件都相對比較復雜，下述配電網設備在野外長時間的運行下很容易會出現銹蝕或者是斷股的問題：其一是配電網中的避雷設備；其二是配電網中所使用的導線；其三是絕緣子。為避免配電網設備出現問題，需要對配電網線路進行巡視檢查，傳統的巡視方式就是人工巡視模式，這種方式會浪費大量的人力物力，并且巡視配電網線路的工作效率不高、工作質量也難以得到有效保證。

無人機巡視模式的出現有效解決了人工巡視模式的弊端，其主要作用包括以下幾方面：首先，無人機的應用能夠有效提高巡視工作的效率；其次，無人機的應用能夠在一定程度上相應減少施工賠償費用；最后，在盛茂山林以及河流地區使用無人機能夠讓我們的巡視工作如虎添翼，一帆風順。

1 在配電網架空線路巡視工作中無人機巡視的應用原則

1.1 無人機對配電網架空線路進行日常巡視的主要原則

通常情況下，無人機主要被應用于巡視下述這些機巡無法檢查到的區域：其一是基礎位置；其二是導線；其三是接地裝置；其四是桿塔傾斜等，通過近距離的查驗確實存在問題。而對于以下人工巡視難度比較大的桿塔則選用無人機為主、人工為輔的工作模式：其一是山坡；其二是河流等。而對于人口比較密集的地方則應該選用人工巡視為主而無人機為輔的巡視模式。

1.2 特殊巡視類型的工作原則

在對配電網架空線路進行巡視的過程中，除了一些比較常規的巡視之外，還有下述這些相對比較特殊的巡視工作：一是山體滑坡；二是保供電；三是防風防汛；四是山火；五是違章建筑；六是漂浮物；七是施工作業；八是采石；九是跨越魚塘無警示牌；十是鳥害；十一是藤蔓植物等情況存在的巡視。這種情況下，如果天氣條件比較好，并且空域也滿足條件的話，就可以通過無人機實現對配電網架空線路的快速巡視。如果條件不允許的時候就必須采用人工巡視的方式。對于下述幾種情況存在的巡視工作應該選用人工巡視為主、無人機巡視為輔的方式：其一是交叉跨越；其二是樹障；其三是接地電阻；其四是紅外測溫等。對于配網桿塔瓷瓶雷擊點的查找工作，應該選擇具備比較好視角且可以進行存檔的無人機巡視模式。如果是夜間的巡視工作則應該選用人工巡視方式。

1.3 巡視單線路故障的工作原則

在對單線路故障進行巡視工作的時候，應該首先選擇無人機巡視模式，因為無人機所具有的快速飛躍能力能夠快速的實現對路徑的定位工作。

1.4 巡視自然災害的工作原則

在巡視自然災害的時候，應該首選人工巡視的工作方式，主要是因為無人機巡視的工作效率比較高，能夠在比較短的時間內及時有效的獲得詳細的信息資料，從而為搶修工作人員提供一手的現場實際情況資料，進而讓搶修工作人員得到比較有效且及時的參考作出合理的判斷，從而有效保障搶修工作的效率和工作質量。

2 在配電網架空線路中無人機巡視的主要應用

在配電網架空線路巡視工作中，無人機巡視工作模式具有十分廣泛的應用，主要涉及以下幾方面工作：其一是路徑巡視工作；其二是故障的查找工作；其三是對災情的監控工作等，為有效保證這些巡視工作的質量，就必須做好下述幾方面工作。

2.1 無人機巡檢的關鍵技術分析

在配電網架空線路巡查工作中，無人機的應用前提是必須具備下述技術：其一是飛行控制技術，無人機作用的發揮必須具備以下功能，首先是GPS導航控制功能，其次是地理匹配功能，此外，還包括線路以及桿塔的跟蹤控制功能，無人機在未來的發展方向是實現智能化和自動化；其二是無人機需要具備機體穩定技術，為保證無人機所拍攝地面桿塔航空影像具有比較高的分辨率，就必須保證無人機在巡查工作的過程中能夠比較穩定的飛行，并且在安裝一些攝像頭等攝影系統的情況下也能夠進行穩定的飛行；其三是無人機需要具備桿塔跟蹤識別技術；其四是無人機需要具備快速對焦成像技術；其五是無人機需要具備測繪控制攝像曝光技術。只有具備了上述相關技術，才能夠保證無人機在巡視工作中能夠比較快速的生成下述物品的可視紅外影像：其一是線路；其二是桿塔；其三是絕緣子；其四是周圍環境等。

2.2 無人機的飛行及中繼模式

在使用無人機進行實際配電網線路巡視工作的過程中，為有效減少影響其巡視效果的因素，通常會選擇在高架線斜上方飛行。如果無人機的光學吊艙系統掃描視角比較良好的時候，無人機就可以進行單項飛行，進行巡檢工作，從而有效提高巡視工作的效率。

除此之外，為了能夠實現無人機線路巡視的超視距工作要求，就必須實現對中繼轉發通信模式的充分且合理應用。該種模式的主要內容包括以下幾部分：其一是地面中級轉發模式；其二是空中中級轉發模式等。分析空中中繼轉發模式可以知道其優勢主要表現為以下幾點：一是巡檢比較靈活；二是系統結構相對比較簡單；三是維護工作相對比較便捷等。地面中繼轉發模式所具有的優勢主要是成本相對比較低，同時，該模式也具備一定的缺點，主要包括：一是其工作的模式相對比較復雜，二是其運行以及維護等工作都具有一定的難度。

2.3 無人機的巡檢應用模式

在實際巡視配電網架空線路工作中，如果使用無人機巡視方式的話，需要結合實際情況綜合使用上述三種模式，也就是無人機模式、設備模式以及中繼模式科學結合的方式。這種組合的巡視模式能夠更好的適用于工作環境比較惡劣的山區、平原以及其他各種地形的配電網架空線路巡檢工作。將無人機模式應用于配電網架空線路巡檢工作的時候，所涉及的主要應用模式主要包括以下幾種類型：第一，無人機與地面中繼的應用模式，這種模式主要適用于無人機與車載設備沒有辦法實現直接連接的情況。主要是通過無線鏈路進行信息的傳輸，也就是無人機將獲取的相關信息傳輸到塔架上的中繼設備，包括遙測信號以及圖像信息等，然后由中繼設備將獲得的數據信息完成輸送到地面終端設備的任務。而對于測控車載設備所發出的指令，也必須先傳送給中繼設備，然后由中繼設備將其進一步傳輸到無人機，從而實現對于無人機的有效控制。第二，無人機加空中中繼的應用模式，該模式是將無人機獲得的信息傳送給中繼飛機，然后由中繼飛機將其傳送到地面終端設備，終端對無人機的控制也是通過中繼飛機實現的。第三，無人機加固定翼機中繼的應用模式，如果使用固定翼飛機的時候，通常會使用此種模式。固定翼飛機在應用的時候所具有的主要優點是可以有效降低運行的成本，并且易于操作和控制，靈活性也比較高，可以飛行的時間也相對比較久。第四，無人機可視遙控的應用模式，該模式主要適用于線路巡檢任務機距離遙控設備比較近，并且兩者之間沒有阻擋物件的情況。第五，固定翼機的應用模式，與其他應用模式相比較而言，此應用模式所具有的優點主要表現在以下幾方面：其一是應急巡檢；其二是防災減災；其三是巡視的范圍相對比較大；其四是巡視的距離比較遠等。

3 結 語

綜上可知，配電網架空線路的巡視工作已經逐步由傳統的人工巡視逐漸向著無人機巡視模式發展，不僅有效提高了巡視工作的效率，而且還有效保證了巡視工作的質量，因此，必須加強對無人機巡視工作的探討，進一步推動其在配電 網架空線路巡視工作中的應用。